1 / 32

Ontológie

Ontológie. Ivana Budinská Ústav informatiky SAV. Osnova. Motivácia História (filozofia) Ontológie a počítačové vedy Proces vytvárania ontológii (ontology engineering) - Metodológie Jazyky a nástroje Ontológie a sémantický web Príklady. Motivácia.

rumer
Download Presentation

Ontológie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ontológie Ivana Budinská Ústav informatiky SAV Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  2. Osnova • Motivácia • História (filozofia) • Ontológie a počítačové vedy • Proces vytvárania ontológii (ontology engineering) - Metodológie • Jazyky a nástroje • Ontológie a sémantický web • Príklady Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  3. Motivácia Homonymá (lexikálne, gramatické, fonetické), napr.: sestrička, kohútik, kobylka, súd Synonymá Človek interpretuje Stroj nie Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  4. Myslenie • Ako sa volá Popoluškin kôň? Elementy myslenia: pojmy, predstavy, súdy a úsudky Pojmy (vrátane mien), udalosti, vône, vzťahy medzi nimi Pamäť – je psychický proces odrazu minulého správania a prežívania vo vedomí človeka Myslenie – schopnosť využívať koncepty a zovšeobecňovať špecifiká – napr. vlastnosti, vzory, ktoré sú vlastné určitým konkrétnym prvkom alebo udalostiam. • Vytváranie logických záverov na základe pozorovaní – robenie hypotéz a ich overovanie, riešenie problémov Druhy myslenia: Konkrétne, abstratné, (synkretické) Konkrétne - chápanie vzťahov medzi predmetmi, ktoré sú dané vo vnemovom poli mysliaceho Abstraktné – vzťahy, ktoré nie sú bezprostredne dané Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  5. Ontológie – usudzovanie • Súd je pochopenie vzťahu medzi pojmami • Úsudok vyjadruje vzťah medzi dvoma alebo viacerými súdmi. Súdy, z ktorých vychádzame, sa nazývajú premisy, vyvodený súd je záver • Definovanie pojmov a vzťahov medzi nimi – ontológia • Myslenie umelých agentov – ontológia zabezpečuje konzitentnosť pre výmenu infromácií medzi agentami Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  6. Historické a filozofické pozadie • Pytagorovci – skúmanie abstraktného súcna (z gréčtiny: on=súcno) • Platón – sémantiky, predikcia • Aristoteles – definícia vedy being qua being • Kant –odmietol možnosť vytvorenia všeobecnej ontológie • Bolzano a Brentano (jeho žiak Twardovski) – nový zmysel pojmu ontológia – filozofický základ pre budovanie umelých systémov, ktoré sú schopné porozumieť ľudskej reči • Webster: • špeciálna teória o podstate bytia alebo druhoch existencie • Odvetvie metafyziky – príroda a vzťahy medzi bytosťami Čo je bytie, bytosť a aké sú vlastnosti spoločné pre všetky bytosti Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  7. Teória ontológie • viaceré typy objektov (konkrétne a abstraktné, reálne a nereálne, závislé a nezávislé) a viaceré typy vzťahov (relácie, závislosti, predikcie). • Tri základné typy ontológií: • formálne ontológie – venujú sa štúdiu objektov z hľadiska ich bytia. Na tejto úrovni kombinuje formálne a neformálne metódy klasickej ontológie s modernými matematickými metódami formálnej logiky. Formálna ontológia je veda, ktorá študuje formy, stavy a typy bytia. • deskriptívne (popisné) ontológie – zhromažďuje informácie o skupine objektov, ktoré môžu byť navzájom závislé, ale aj nezávislé. • formalizované ontológie – pokúšajú sa vytvoriť formálnu kodifikáciu výsledkov získaných na úrovni deskriptívnych ontológií. Raul Corazzon: Theory and History of Ontology, www.ontology.co, (prístupné v januári 2011) Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  8. Ontológie, slovníky, taxonómie • Slovník - zoznam výrazov, pričom každý výraz v slovníku má jedinečnú a neredundantnú definíciu • Taxonómia - skupina riadených slovníkových výrazov, ktoré sú usporiadané hierarchicky. Každý výraz v taxonómii je aspoň v jednom vzťahu typu rodič-dieťa k inému výrazu/výrazom v taxonómii. Ak výrazy v taxonómii sú spojené aj inými asociatívnymi vzťahmi, vytvárame tesaurus. • Ontológia v oblasti umelej inteligencie a modelovania znalostí predstavuje nástroj s bohatým jazykom založeným na formálnej logike, ktorý slúži na špecifikáciu významu daných výrazov. • http://infogrid.org/wiki/Reference/PidcockArticle Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  9. Príklady taxonómie Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  10. Ontológia Teória, ktorá nám umožňuje modelovať časť reality tak, že definuje ktoré koncepty spolu s ich sémantickým kontextom sú nevyhnutné pre reprezentáciu znalostí v danom kontexte. [Gruber, 1993] [Guarino & Giaretta, 1995] [Bachimont, 2000] Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  11. Ontológiu tvoria: • Classes/Triedy (koncepty z príslušnej domény) • Properties/Vlastnosti (relácie, vzťahy medzi konceptami) • Instances/Inštancie (konkrétne príklady konceptov) • Axiomy (obmedzenia jednotlivých prvkov v ontológii) Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  12. Class Axiom Property Instance Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  13. Príklad – ontológia pre vyhľadávanie pracovných ponúk • Ontológia užívateľa • generická (OWL) definuje všeobecné charakteristiky užívateľa • Doménovo špecifická (OWL) definuje vlastnosti vzťahujúce sa na doménu pracovných ponúk • Doménová ontológia http://nazou.fiit.stuba.sk/home/?page=ontologies Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  14. Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  15. Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  16. Doménová ontológia • Ontológia lokalítdefinuje základné geografické entity ako krajiny, štáty, mestá, ulice, menu a jazyk • Clasifikačná ontológia definuje triedy a hierarchie pracovných pozícií, skúseností, schopností (skills), atď. • Ontológia ponúk Definuje generickú ponuku a jej zdroj • Ontológia pracovných ponúkdefinuje doménovo špecifické koncepty – požiadavky, skúsenosti, vzdelanie, pracovný čas, plat, atď. • Ontológia konkrétnych pracovných ponúk – manuálne vytváraná anotovaním reálnych pracovných ponúk Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  17. Príklad • Región - štát • http://nazou.fiit.stuba.sk/home/?page=ontologies • <rdf:Description rdf:about="#HU"> • <rdf:type rdf:resource="#Country"/> • <isPartOf rdf:resource="#European_Union"/> • <rdfs:label xml:lang="en">Hungary</rdfs:label> • <isPartOf rdf:resource="#Europe_Central"/> • </rdf:Description> Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  18. Príklad – ontológia pracovnej ponuky • http://nazou.fiit.stuba.sk/home/?page=ontologies • <owl:Class rdf:ID="jtJobShare"> • <rdfs:subClassOf> • <owl:Class rdf:ID="JobTerm"/> • </rdfs:subClassOf> • <rdfs:comment xml:lang="sk">2+ ľudia zdieľajú dobrovoľné jedno pracovné miesto</rdfs:comment> • <rdfs:comment xml:lang="en">2+ people voluntarily share a single full time job</rdfs:comment> • <rdfs:label xml:lang="sk">zdieľaný pracovný úväzok</rdfs:label> • <rdfs:label xml:lang="en">Job-share</rdfs:label> • <owl:disjointWith> • <owl:Class rdf:ID="jtFullTime"/> • </owl:disjointWith> • <owl:disjointWith> • <owl:Class rdf:ID="jtPartTime"/> • </owl:disjointWith> • <owl:disjointWith> • <owl:Class rdf:ID="jtOccasional"/> • </owl:disjointWith> • </owl:Class> Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  19. Príklad – konkrétna pracovná ponuka <rdf:Description rdf:about="#offer-src-01007"> <ofr:originalURIrdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#anyURI">http://jobs.collegegrad.com/JS/General/Job.asp?id=5372130 </ofr:originalURI> <ofr:isSourceOf rdf:resource="#S001_budinska_01007" /> <ofr:localURI rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#anyURI">01007.html </ofr:localURI> <rdf:type rdf:resource="http://nazou.fiit.stuba.sk/nazou/ontologies/v0.6.17/offer#OfferSource" /> <ofr:language rdf:resource="http://nazou.fiit.stuba.sk/nazou/ontologies/v0.6.17/region#English" /> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about="#S005_er5_years_Oracle_ERP_experience"> <rdf:type rdf:resource="http://nazou.fiit.stuba.sk/nazou/ontologies/v0.6.17/offer-job#Prerequisite" /> <jo:text xml:lang="en">5+ years Oracle ERP experience</jo:text> <jo:requires rdf:resource="#Experience_331" /> </rdf:Description> Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  20. Formálna reprezentácia znalostí • Sémantické siete • Formálne rámce • Konceptuálne grafy • KIF • Logika • Deskripčná (popisná logika) • Syntax a sémantika • Preklad do FOPL • usudzovanie Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  21. Jazyky – všeobecné požiadavky • Rozširuje existujúce web štandardy • XML, RDF, RDFS, ... • Ľahko zrozumiteľné a ľahko používateľné • Založené na známych jazykoch • Formálne špecifikované • Dostatočné výrazové prostriedky • Automatická podpora usudzovania Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  22. Jazyky - prehľad Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  23. Jazyky - prehľad • Ontolingua • http://www.ksl.stanford.edu/software/ontolingua • RDF • http://www.w3.org • OWL (DAML+OIL) • http://www.w3.org/TR/owl-features/ . Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  24. Editory • OntoEdit • Mizoguchi R.: Part 2: Ontology development, tools and languages. Available at www.ei.sanken.osaka-u.ac.jp/pub/miz/Part2V3.pdf • Protégé • protege.stanford.edu/ Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  25. Ako vytvoriť ontológiu • Konceptuálny návrh • Definícia tried • Definícia vlastností • Definovanie prípadov (individuals) • Definovanie obmedzení Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  26. Metodológie • CommonKADS • Schreiber G., Akkermans H., Anjewierden A., de Hoog R., Sgadbolt N., Van de Velde W., Wielinga B., Knowledge Engineering and Management, The CommonKADS Methodology, The MIT Press, 2002 • METHONTOLOGY • Fernandez-Lopez, M.: Meta-modelling for ontology development and knowledge exchange. In: 15th ECAI Conference Workshop 1 “Ontologies and semantic interoperability” Lyon 2002, p. 6-1 • TOVE Methodology • Fox M. S, Gruninger M.: Enterprise modeling, www.eil.utoronto.ca/enterprise-modelling/papers/fox-aimag98.pdf • On-To Knowledge methodology • Staab, S. H., Schunurr, R. S., Sure Y.: Knowledge processes and ontologies, IEEE Inteligent Systems, Special Issues on Knowledge Management 16(1), 2001, pp. 26-34 • Methodology by Ushold and King • Ushold M., King. M., Moralee S., Zorgios Y., The Enterprise Ontology,1995, available at http://www.aiai.ed.ac.uk/project/enterprise/enterprise/ontology.html Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  27. Ontológie vs databázy Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  28. Sémantický web V roku 2012 70% verejných web stránok bude obsahovať určitý stupeň sémantických značiek ale len 20% bude extenzívne využívať niektoré z technológií sémantického webu. [Finding and Exploiting Value in Semantic Technologies on the WebGartner Research Report, May 2007] Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  29. Architektúra sémantického webu Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  30. Záver ? Umelá inteligencia má 50 ročnú históriu, ktorá sa odvíja v cykloch: • Extravagantné predpovede vedcov • Štedrá finančná podpora • Priemerné (skromné) výsledky • Podpora je nekompromisne zastavená • Čas plynie. Predchádzajúce kroky sú zabudnuté. Choď na krok 1. Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  31. Záver - optimistický CYC Fakty: • 1984 – Dougles Lenat (MCC – Austin, Texas) • Ontológia a znalostná báza pre uvažovanie podobné ľudskému • 6 miliónov faktov • Naproti tomu Sémantický web umožňuje každému vytvoriť vlastnú ontológiu a prepojiť ju s inou Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

  32. Záver - optimistický Watson (IBM) zvíťazil nad najlepšími hráčmi Jeopardy Fakty: • PC - 4 bilióny bytov (4 GB) pamäte (DRAM).  Watson - 15 triliónov bytov (15 TB) 2880 cores.  • 1 TB DRAM - 1 milión 200 stranových kníh (encyclopédie, thesauri, slovniíky, filmy, rôzne databázy) • Watson vs CYC – odlišné prístupy Seminár UI, Bratislava, 19. 11. 2012

More Related